Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Выпор в литейной форме — это вертикальный канал, расположенный в верхней части формы и обеспечивающий выход воздуха и газов при заполнении полости расплавом. Без правильно спроектированных выпоров в отливке неизбежно образуются газовые раковины и несплошности. Понимание принципов расположения, расчёта сечения и отличия выпора от прибыли — необходимое условие для получения качественных отливок.
Выпор — элемент литниковой системы или полости литейной формы. Его официальное определение закреплено в ГОСТ 18169-86 «Процессы технологические литейного производства. Термины и определения» (статус: действующий): элемент литниковой системы или полости литейной формы для вывода газов, наблюдения за заполнением литейной формы и для питания при усадке затвердевающей отливки жидким металлом.
При заливке расплавленный металл вытесняет воздух из рабочей полости формы. Часть воздуха отводится через газопроницаемые стенки формовочной смеси и вентиляционные наколы, однако в замкнутых и труднодоступных зонах этого недостаточно. Именно здесь роль выпора становится определяющей.
Правило расположения выпоров однозначно: их устанавливают на самых высоких участках рабочей полости формы или в верхних зонах с замкнутым объёмом, откуда затруднён естественный отвод газов. Это могут быть выступающие бобышки, верхние торцы стержней, куполообразные поверхности отливки.
Дополнительно выпоры размещают на закрытых прибылях — в этом случае канал обеспечивает не только газоотвод, но и связь прибыли с атмосферой для нормального подпитывания отливки.
Выпор не следует располагать непосредственно над массивными термическими узлами отливки. В этих зонах металл затвердевает последним, и наличие канала создаёт условия для образования усадочной раковины прямо под основанием выпора — дефект переходит из элемента литниковой системы в тело отливки. Для питания массивных узлов используют прибыли, а не выпоры. В подобных случаях предусматривают отводной выпор, который устанавливается в стороне от термического узла.
Модель выпора должна извлекаться через верх верхней полуформы, а сам элемент после выбивки отделяться от отливки ударом. Это накладывает ключевое ограничение на размер: сторона сечения выпора в основании не должна превышать 0,75 толщины стенки отливки в месте его установки. Соблюдение этого условия исключает образование протяжённых тепловых мостов и упрощает обрубку.
По конструктивному исполнению выпоры делят на два основных типа в зависимости от способа примыкания к отливке. Номенклатура типов закреплена в ГОСТ 18169-86.
Чаще всего сечение выпора выполняется в форме окружности — это технологически удобно при формовке и расчёте диаметра. Применяют также овальное, квадратное и прямоугольное сечения. Выбор определяется конфигурацией отливки, толщиной стенки и удобством размещения модели выпора в опоке.
Правильный расчёт суммарной площади поперечного сечения выпоров — необходимое условие эффективного газоотвода. Недостаточное сечение приведёт к неполному удалению газов и появлению газовых раковин; избыточное — к нерациональному расходу металла и усложнению обрубки.
Суммарная площадь поперечного сечения выпоров определяется по выражению:
Fв = Vмет / (τ × ν)
где:
При определении объёма металла плотность жидкого чугуна принимают равной 7,0 г/см³ (7000 кг/м³) — стандартное значение для расчётов литниковых систем при использовании серого чугуна марок СЧ15-СЧ25.
После определения суммарной площади её делят на количество выпоров, устанавливаемое по чертежу литой детали исходя из числа замкнутых газовых зон. Для выпора круглого сечения минимальный диаметр рассчитывается как d = √(4F / π).
Исходные данные: масса жидкого металла на отливку из серого чугуна — 50 кг, плотность расплава — 7000 кг/м³. Объём металла в форме: V = 50 / 7000 = 0,00714 м³. Суммарная площадь выпоров при τ = 25 с и ν = 1,0 м/с: Fв = 0,00714 / (25 × 1,0) = 0,000286 м². При двух выпорах площадь каждого составит 0,000143 м², что соответствует минимальному диаметру около 13,5 мм.
Выпор и прибыль нередко путают, поскольку оба элемента располагаются в верхней части формы. Однако их назначение принципиально различается.
Газовые раковины — один из наиболее распространённых видов литейного брака. По классификации ГОСТ 19200-80 «Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов» (статус: действующий) газовые раковины относятся к несплошностям тела отливки. Они представляют собой округлые замкнутые или открытые полости с гладкой внутренней поверхностью, образующиеся при задержке пузырьков газа в теле отливки. Газовые раковины концентрируются именно в верхних частях формы — там, где и должен обеспечивать газоотвод выпор.
Отсутствие или недостаточное сечение выпора в замкнутых зонах формы создаёт газовый мешок. Металл, поднимаясь снизу, запирает воздух и не позволяет ему выйти — давление возрастает, заполнение замедляется или останавливается, а в теле отливки формируется порок. От усадочных раковин газовые раковины отличают именно по поверхности: поверхность усадочных раковин — неровная с острыми кристаллами.
Правила графического выполнения технологической документации на литейные формы и отливки установлены ГОСТ 3.1125-88 ЕСТД «Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок» (статус: действующий). Стандарт не распространяется на модели самих элементов литниковой системы (стояк, выпор, прибыль и т. п.) как объектов формовки — это область стержневой и модельной оснастки.
Вместе с тем ГОСТ 3.1125-88 регулирует два аспекта, непосредственно связанных с выпором. Во-первых, места вывода газов из формы и стержней показывают на карте эскизов стрелками с буквенным обозначением ВГ (выход газа). Во-вторых, остатки выпоров, не удалённых в литейном цехе, отображаются на изображении отливки: при механической резке — сплошной тонкой линией, при огневой резке или обламывании — волнистой линией.
В расчётной документации площади сечений обозначаются как Fв для единичного выпора и ΣFв для суммарной площади всех выпоров. Эти обозначения унифицированы и применяются во всех расчётах литниковых систем.
Выпор в литейной форме — небольшой, но технологически необходимый элемент. Его назначение согласно ГОСТ 18169-86: отвод газов, контроль заполнения формы и при необходимости питание отливки при усадке. Правильное расположение (на высших точках, не над тепловыми узлами), соблюдение ограничения по сечению (не более 0,75 толщины стенки) и грамотный расчёт суммарной площади по формуле Fв = Vмет / (τ × ν) позволяют устранить газовые раковины ещё на этапе проектирования технологии.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.